轴向双金属温度计是一种基于双金属热膨胀原理制成的工业测温仪表,主要用于测量中低温环境下的液体、气体及蒸汽温度。其核心元件为螺旋卷状多层金属片,由两种膨胀系数不同的金属叠压而成,当温度变化时,各层金属因膨胀或收缩量不同导致螺旋卷卷起或松开,进而驱动指针在圆形分度标尺上指示温度。该仪表具备指针盘与保护管垂直连接的结构特征,测温范围覆盖-80℃至600℃,允许误差为标尺量程的1%-1.5%,精度等级达1.0或1.5级,热响应时间≤40秒,防护等级为IP55,可适应复杂工业环境。
一、感温元件(双金属片)
材料构成
由两种热膨胀系数差异显著的金属(如铁镍合金与铜合金)通过轧制或焊接复合而成。当温度变化时,双金属片因两侧金属膨胀量不同产生弯曲变形。
工作原理
温度升高时,膨胀系数大的金属侧伸长更多,导致双金属片向膨胀系数小的一侧弯曲;温度降低时则反向弯曲。这种机械变形通过传动机构转换为指针的旋转角度。
特性
高灵敏度:微小温度变化即可引发显著弯曲。
耐久性:金属材料抗疲劳性强,适合长期使用。
抗干扰:不受电磁场影响,适用于复杂工业环境。
二、传动机构
结构组成
包括轴、齿轮组或连杆机构,将双金属片的弯曲运动转换为指针的旋转运动。
功能
放大位移:通过齿轮比或杠杆原理放大双金属片的微小变形,提高读数精度。
稳定传动:确保指针转动平稳,避免抖动或卡滞。
设计优化
部分型号采用无齿轮设计,减少机械磨损,延长使用寿命。
传动部件密封处理,防止灰尘或液体侵入。
三、指针与刻度盘
指针
材质:通常为铝合金或不锈钢,轻量化设计减少惯性影响。
形状:尖d细长,提高读数分辨率。
颜色:高对比度涂层(如红色或黑色),便于远距离观察。
刻度盘
材质:玻璃或塑料防护罩,防止刻度磨损。
刻度范围:根据型号不同,覆盖-80℃至+500℃,刻度线间距均匀。
单位标识:清晰标注℃或℉,部分型号支持双单位显示。
附加功能
调零装置:通过旋转刻度盘或指针调整零点,补偿安装误差。
限位销:防止指针超出量程范围,避免损坏传动机构。
四、保护管(温包)
作用
保护双金属片免受机械损伤和化学腐蚀。
作为感温元件的延伸,直接接触被测介质。
材质选择
不锈钢(304/316):耐腐蚀性强,适用于大多数工业环境。
铜合金:导热性好,但耐腐蚀性较弱,需根据介质选择。
特殊涂层:如聚四氟乙烯(PTFE),增强耐化学性。
结构形式
直型:适用于管道或平面安装。
弯型:可弯曲以适应复杂空间,如设备角落或狭窄管道。
可抽芯式:保护管与表头分离,便于现场更换或维护。
五、表头与外壳
表头
材质:铝合金或工程塑料,轻量化且抗冲击。
密封设计:IP55及以上防护等级,防尘防水。
安装方式:支持轴向(指针与保护管垂直)或径向(指针与保护管平行)安装。
外壳
透明视窗:玻璃或高强度塑料,便于读数且抗刮擦。
防爆设计:部分型号符合Ex认证,适用于易燃易爆环境。
颜色标识:不同颜色区分量程或用途(如红色表示高温区)。
六、连接件与固定装置
连接螺纹
标准螺纹(如M20×1.5)或NPT螺纹,兼容多数工业管道。
密封垫片:硅胶或金属垫片,确保连接处无泄漏。
固定支架
可调节角度的支架,适应不同安装表面。
磁性底座:便于快速固定在金属设备上。
七、可选附加功能
电接点装置
在设定温度点触发开关信号,用于报警或控制设备启停。
远程显示
通过4-20mA信号或数字接口(如RS485)传输温度数据至控制系统。
耐震设计
内部填充阻尼液,减少振动对读数的影响,适用于移动设备或振动环境。
